Bagaimana transformator neon sign dibangun?

12

Saya sadar bahwa neon sign transformers (NSTs?) Menghasilkan tegangan tinggi - hingga 15kv. Tapi saya tidak bisa membayangkan apa yang ada di dalamnya. Wikipedia tampaknya menunjukkan bahwa mereka mungkin merupakan bentuk transformator resonan tetapi tidak memberikan diagram. Googling "resonant transformer" menunjukkan gambar yang mungkin dilaminasi inti atau berbasis toroidal, transformator seri jarak dekat, tetapi sulit untuk mengatakannya.

Seperti apa bentuk NST pada umumnya jika itu dibelah, dan apakah mungkin (bukan saya ingin mencoba) bagi seseorang untuk membuat rumahan HV transformator seperti NST?

Catatan: Saya tidak akan pernah memercayai diri saya untuk membuat satu, sehingga dapat menjawab bagian kedua dari pertanyaan - jika saya ingin kumparan tesla, saya akan membeli NST yang berfungsi

David Wilkins
sumber

Jawaban:

13

Transformator daya biasa dirancang untuk memiliki regulasi tegangan yang baik (rasio input ke output cukup konstan terlepas dari beban) - fluks sebagian besar terkait antara primer dan sekunder dan induktansi kebocoran diminimalkan.

Trafo neon sign dibuat untuk memiliki induktansi kebocoran yang tinggi- " shunt " ferromagnetik dimasukkan (secara magnetis) secara paralel dengan yang sekunder, yang serupa secara elektrik dengan memiliki induktor besar secara seri dengan output. Itu membuat transformator lebih dari sumber arus konstan AC daripada sumber tegangan konstan. Hal ini memungkinkan tegangan melintasi tabung neon naik untuk memulai ionisasi, dan mencegah arus berlebih ditarik ketika pelepasan dimulai. Di bawah ini adalah foto dari Neon Sign Transformer yang dibongkar dari situs web ini (panah dan keterangan ditambahkan).

masukkan deskripsi gambar di sini

Dimungkinkan untuk bermain-main dengan pirau untuk mengubah perilaku ini (menghapusnya meningkatkan arus hubung singkat).

"Transformer" neon modern biasanya mengganti catu daya yang dirancang untuk memiliki karakteristik yang mirip dengan gaya transformator frekuensi induk yang lebih tua. Gaya lama praktis tidak bisa dihancurkan, dan gaya baru tidak akan bertahan hampir selama.

Spehro Pefhany
sumber
1
Sejauh membangun satu sendiri, saya pikir itu akan jauh lebih murah / lebih mudah untuk membeli yang digunakan daripada sumber inti dan kawat, tetapi tidak ada yang misterius di dalamnya - hanya banyak lilitan kawat dengan beberapa gulungan vakum diresapi dan beberapa laminasi.
Spehro Pefhany
Saya senang saya salah membaca itu untuk pertama kalinya. "Ratapan" terdengar sangat misterius.
David Wilkins
@ Davidvidil Saat itu benar kali ini, tetapi koreksi otomatis telah memperburuk saya.
Spehro Pefhany
Setelah tangan melilit beberapa gulungan kecil, saya pikir "ratapan" adalah apa yang akan dihasilkan dari pengaturan untuk angin itu sendiri ;-) Di sisi lain, kakek saya digunakan untuk memperbaiki peralatan kecil sebagai hobi dengan memutar motor mereka sendiri, jadi tentu saja bisa diselesaikan.
RBerteig
5

Sebagian besar trafo "neon sign" adalah trafo dengan rasio step-up yang tinggi. Jumlah tegangan yang ditingkatkan dari input ke output adalah rasio belokan putaran belitan sekunder (output) ke belokan putaran primer (input).

Sekunder juga harus memiliki impedansi yang signifikan, karena tanda-tanda neon benar-benar berjalan pada arus. Dibutuhkan tegangan tinggi untuk mendapatkan gas yang terionisasi, tetapi setelah itu Anda tetap menggunakannya dengan arus tetap pada tegangan yang jauh lebih rendah. Impedansi tinggi sebagian besar datang bersama dengan banyak belokan. Dengan kata lain, idealnya Anda ingin mengendarai lampu neon dengan sumber arus, bukan sumber tegangan. Sebuah transformator dengan impedansi keluaran yang signifikan mendekati ini dengan cukup baik.

Anda menyebutkan resonansi, jadi ternyata beberapa tipe memiliki kapasitor di sana untuk membentuk sirkuit tangki pada frekuensi saluran. Seorang teman di kampus memiliki trafo neon yang kami gunakan untuk menyalakan CRT dari TV lama, tapi saya tidak ingat melihat kapasitor di sana. Seingat saya, hanya ada dua kawat yang keluar dari salah satu ujung balok yang disegel dengan sebuah trafo di dalamnya.

Olin Lathrop
sumber
2

Trafo neon tidak menggunakan kapasitor, kecuali untuk koreksi faktor daya, yang diperlukan di beberapa kota, seperti NYC. Jawaban pertama di atas tepat sekali. Trafo neon adalah trafo tegangan tinggi bocor tinggi. Tegangan rangkaian terbuka (tidak ada arus yang mengalir) biasanya 7500 hingga 15000 volt antara (2) kaki sekunder. Arus hubung singkat bervariasi dari 30 hingga 60 mA. Saat mengoperasikan tabung neon, tegangan lampu RMS kira-kira setengah dari tegangan rangkaian terbuka dan arus lampu kira-kira 80% dari arus hubung singkat. Bagian yang sulit untuk membuat transformator neon adalah gulungan sekunder. Giliran tipikal dapat berkisar dari 10-13.000 per sekunder untuk transformator 6000 dan 7500 volt, hingga lebih dari 20.000 pada transformator 12.000 hingga 15.000 volt. Prospek mencoba menyerahkan kawat magnet AWG 39 pada tabung inti kraft dengan insulasi inter-layer kertas kraft adalah sesuatu yang menakutkan. Pilihan Anda yang lebih baik adalah menemukan transformator yang gagal dan memotong bagian melintangnya menggunakan gergaji pita. Saya telah melakukannya berkali-kali, dan itu adalah percakapan yang keren. Semoga berhasil.

SpecialEd
sumber